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Bird Precision-应对小型化的挑战 宝石气阻
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Bird Precision-应对小型化的挑战 宝石气阻
必须在极小空间内运行的液压系统通常每磅的性能要求高于许多倍于其尺寸的重型系统。
功率密度是指一个系统或组件在规定的包络内传输的功率。高功率密度是液压系统最有用的特性之一。内部包含的加压流体
液压缸可以快速、准确地移动重达数千磅的负载，所有这些都需要几乎毫不费力地转动控制杆或操纵杆。
当组件变得小型化时，即使系统在更高的压力下运行，高功率密度也变得更难维持。如果液压系统不能在高压下运行，它们将失去高功率密度的优势，而可以使用有竞争力的技术，如机电系统。
然而，更高的压力通常需要更强、更重的部件。这就需要更厚的壁和活塞杆，这与小型化的目标背道而驰
更小的规模：更大的挑战
切割零部件的尺寸并不一定能按比例减少摩擦。因此，随着组件变得更小，需要更高的压力和流量来产生与较大组件相同的单位体积功率。例如，由于较高的操作压力，密封摩擦通常会增加。这意味着，对气缸施加双倍的压力不会使其推力加倍。
在更基本的层面上，减小圆形活塞的直径会使表面积呈指数级减少。
然而，只有周长出现线性减小。由于活塞密封接触面积是圆周的函数，减小气缸的尺寸会增加与推力成比例的密封摩擦
内部泄漏也会导致功率损失。
如果小型气缸的间隙与大型气缸的间隙相同，则小型气缸的内部泄漏会导致更多流量损失。这
内部泄漏不仅会降低致动器的速度，还会降低推力。因此，微型部件必须制造得非常紧凑
公差，以保持高的操作效率和性能。但是制造公差更严格的部件会增加成本。此外，这些部件的间隙减小需要更密集的过滤，以防止污染颗粒堵塞、堵塞或损坏微型部件。
更高的性能而不需要更高的成本
解决这些挑战的办法似乎很简单：微型组件将花费更多的钱。在许多情况下都是如此，尤其是当组件必须进行自定义设计时。这些特别的
案件可能涉及：
提供最高强度材料的组件
采用优良的制造技术
图1.精密公差的严格控制对小型部件至关重要，因为0.1301英寸的偏差允许0.020英寸内径孔板5%的误差。车辙——如果孔口的内径只有0.005英寸，那么同样的0.001英寸偏差会产生20%的误差。
小型液压装置
将部件加工至千分之一百英寸的公差
可用的最高性能过滤系统
然而，出于经济的简单原因，大多数设计师都尽量避免自定义设计的组件。
幸运的是，许多制造商采用了创新技术，以提供微型系统所需的高性能，而不会带来高昂的成本
孔口提供一致的精度
在任何行业中，降低成本的一个基本方法是大量生产零部件。问题是，并不是所有的制造工艺都适合大批量生产。一个流孔，
图1必须仔细加工成精确的直径，与安装它的通道同心，并表现出高度的圆度。此外，它应该由坚硬耐磨的材料制成，以确保使用寿命长
通常，这些节流孔调节气缸、阀门和回路分支中的液压流体流量。提供
可预测、精确的流量，锋利的孔口必须从一个部件到下一个部件具有一致的流量系数（Cd）。因此，从一个孔到下一个孔，每个孔的开口必须具有相同的尺寸、形状和位置。
施工材料选择不当使孔口性能进一步复杂化。即使钢或黄铜孔板的制造精度一直很高，这些材料也会很快磨损，再次影响其Cd。这一点在微型液压系统通常具有较高工作压力的情况下尤为重要，因为随着压力的增加，磨损会加速。
Baillio提出了一种金属丝研磨方法，作为传统孔加工的替代方法。这种方法包括在孔口毛坯上切割一个导向孔，然后将导线穿过导向孔。
当金属丝穿过孔时，引入金刚石浆会产生公差变化为0.0002英寸的孔，边缘非常锋利，呈镜面状
表面光洁度为2µ-in。除了生产非常精确的孔板外，该工艺也很经济，因为一次有数千个孔板经过螺纹加工和搭接。
Baillio解释说，即使在20000的压力下，使用合成红宝石材料也能确保高耐磨性。红宝石的合成特性使孔口经济实惠，并将其安装在各种标准配置中，使其在广泛的应用中经济实惠。
它们从一个孔口到另一个孔口的一致性意味着它们不必成对安装以提供平衡的性能。
图2。传统的双作用气缸（左）消耗大量空间来容纳头部和盖端的接头和软管。
底部端口气缸，右侧，通过将入口和出口定位在盖端来减少包络。
如上所述，过滤在微型液压系统中尤为重要，以防止固体污染物堵塞通常狭窄的通道和紧密的间隙。即使实施了精细过滤，污染物仍可能被引入过滤器的下游。如果不加以控制，这些颗?？赡芑嶂土粼谙琳耐ǖ阑蛳琳募湎吨?，导致系统故障或损坏。
?；は低澈妥榧馐艽死喙收嫌跋斓囊恢至餍蟹椒ㄊ窃诠丶榧娜肟诎沧耙桓雎送?，如图4a所示。
这些滤网有时被称为“最后机会过滤器"，旨在捕获超过滤网孔大小的颗粒。除了制造成本高之外，这些滤网一旦堵塞，通常也会出现故障。这是因为当堵塞时，滤网上的压差可以等于系统压力。因此，施加几百磅/平方英寸的压力会导致筛网变形甚至破裂。为了防止这种情况发生，传统屏幕具有
支撑结构，以便在屏幕因高压差而变形时支撑屏幕。
然而，康涅狄格州威斯布鲁克Lee公司的Walter Tischbein表示，传统屏幕有几个缺点。首先，由于它们是一个组件组件，因此制造成本很高。其次，备份结构只支持一个流动方向的屏幕。此外，支撑结构降低了筛网的污染物承载能力
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